CN107979183A - 移动体以及无线电力传输系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及移动体及无线电力传输系统。移动体以无线方式从送电装置接受交流电力，送电装置具有沿着路面配置的第1以及第2送电电极。移动体具备：传感器，其检测位于移动体的路径上和移动体的下方的至少一方的障碍物；至少一个第1受电电极，其在与第1送电电极相对向时，与第1送电电极电场耦合；至少一个第2受电电极，其在与第2送电电极相对向时，与第2送电电极电场耦合；致动器，其使第1受电电极的整体或一部分在重力方向上移动；以及控制电路，其控制致动器。控制电路基于传感器的检测结果来控制致动器，避免第1受电电极接触障碍物。由此，即使是在存在障碍物的情况下，也能安全地进行电力传输。

Description

移动体以及无线电力传输系统
技术领域
本公开涉及通过以无线方式传输的电力进行驱动的移动体以及无线电力传输系统。
背景技术
近年来，正在不断开发以无线(非接触)方式向便携电话机、电动汽车等伴有移动性的设备传输电力的无线电力传输技术。在无线电力传输技术中，存在电磁感应方式以及电场耦合方式等方式。其中，基于电场耦合方式的无线电力传输系统，在一对送电电极与一对受电电极相对向的状态下以无线方式从一对送电电极向一对受电电极传输交流电力。这样的基于电场耦合方式的无线电力传输系统，例如可以用于从设置于路面(或地面)的一对送电电极向负载(例如可动机器人等移动体所具有的马达或电池)传输电力的用途。专利文献1以及2公开了这样的基于电场耦合方式的无线电力传输系统的例子。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2010-193692号公报
专利文献2：日本特开2012-175869号公报
发明内容
在基于电场耦合方式的无线电力传输系统中，在送电电极之上存在障碍物的情况下，存在该障碍物与受电电极接触的可能性。这样的接触会妨碍向移动体的供电以及移动体的动作。
本公开提供一种即使在送电电极之上存在障碍物的情况下也能够安全地进行电力传输的新技术。
为了解决上述问题，本公开的一个技术方案涉及的移动体，以无线方式从送电装置接受交流电力，所述送电装置具有第1送电电极和第2送电电极，所述第1送电电极具有沿着路面的平面状的表面，所述第2送电电极配置为在沿着所述路面的方向上与所述第1送电电极分离、且具有沿着所述路面的平面状的表面，所述移动体具备：传感器，其检测位于所述移动体的路径上和所述移动体的下方的至少一方的障碍物；至少一个第1受电电极，其在与所述第1送电电极相对向时，与所述第1送电电极电场耦合；至少一个第2受电电极，其在与所述第2送电电极相对向时，与所述第2送电电极电场耦合；致动器，其使所述第1受电电极的整体或一部分在重力方向上移动；以及控制所述致动器的控制电路，其基于所述传感器的检测结果来控制所述致动器，避免所述第1受电电极接触障碍物。
上述的总括性或具体的技术方案可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序或记录介质来实现。或者，也可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序和记录介质的任意组合来实现。
根据本公开的技术，即使在送电电极之上存在障碍物的情况下、或者在可能会发生在送电电极的周边存在障碍物的状况的环境下，也能够安全地进行电力传输。
附图说明
图1是示意性表示基于电场耦合方式的无线电力传输系统的一例的图。
图2是表示图1所示的无线电力传输系统的概略构成的图。
图3是表示本公开的实施方式1的无线电力传输系统的概略构成的图。
图4是示意性表示从正面侧(前方)观察到的运输机器人(移动体)10的构成例的图。
图5是示意性表示从侧方观察移动体10以及障碍物400的状况的图。
图6A示出了移动体10在障碍物400的跟前一边充电一边移动的状况。
图6B是示出了移动体10要越过障碍物400前进的状况。
图6C示出了移动体10通过了障碍物400之后的状况。
图7A示出了障碍物400仅存在于一方的受电电极220a的路径上而不存在于另一方的受电电极220b的路径上的情况下的例子。
图7B示出了障碍物400存在于受电电极220a、220b这两方的路径上的情况下的例子。
图8是表示移动体10的控制电路250的控制方法的例子的流程图。
图9是概略性表示本实施方式的无线电力传输系统中的与电力传输有关的结构的框图。
图10是表示无线电力传输系统的更详细的构成例的电路图。
图11A是示意性表示送电电路110的构成例的图。
图11B是示意性表示受电电路210的构成例的图。
图12是表示变形例的移动体10的概略构成的框图。
图13A示出了两个第1受电电极220a在移动体10的移动方向(行进方向)上排列，两个第2受电电极220b也在移动体10的移动方向上排列的例子。
图13B示出了两个第1受电电极220a以及两个第2受电电极220b在移动体10的横向上排列的例子。
图13C示出了第1受电电极220a和第2受电电极220b各自的数量为4个的例子。
图14A是表示在两个受电电极220在移动体10的行进方向上排列的结构下避开障碍物的动作的过程的第1图。
图14B是表示在两个受电电极220在移动体10的行进方向上排列的结构下避开障碍物的动作的过程的第2图。
图14C是表示在两个受电电极220在移动体10的行进方向上排列的结构下避开障碍物的动作的过程的第3图。
图14D是表示在两个受电电极220在移动体10的行进方向上排列的结构下避开障碍物的动作的过程的第4图。
图15A是表示第1受电电极220a、第2受电电极220b各自包括在移动体10的横向上排列的两个受电电极的结构下的动作的第1图。
图15B是表示第1受电电极220a、第2受电电极220b各自包括在移动体10的横向上排列的两个受电电极的结构下的动作的第2图。
图15C是表示第1受电电极220a、第2受电电极220b各自包括在移动体10的横向上排列的两个受电电极的结构下的动作的第3图。
图16A是表示另一变形例的移动体10的动作的第1图。
图16B是表示另一变形例的移动体10的动作的第2图。
图16C是表示另一变形例的移动体10的动作的第3图。
图16D是表示另一变形例的移动体10的动作的第4图。
图17是示意性表示在计测中使用的送电电极120以及受电电极220的结构的图。
图18A是表示使间隙的大小g1在10mm以下的范围内变化时的传输效率的变化量(ΔEfficiency)的坐标图(曲线图)。
图18B是表示使间隙的大小g1在10mm以下的范围内变化时的受电侧的输出电压的变化量(ΔVout)的坐标图。
图18C是表示使间隙的大小g1在大于10mm的范围内变化时的传输效率的变化量(ΔEfficiency)的坐标图。
图18D是表示使间隙的大小g1在大于10mm的范围内变化时的受电侧的输出电压的变化量(ΔVout)的坐标图。
图19A是表示本公开的另一实施方式的移动体10的动作的第1图。
图19B是表示本公开的另一实施方式的移动体10的动作的第2图。
图19C是表示本公开的另一实施方式的移动体10的动作的第3图。
图20是表示本公开的另一实施方式中的控制电路250的电力传输时的动作的流程图。
图21是示意性表示本公开的又一实施方式中的送电电极120a、120b的配置的立体图。
图22是示意性表示本公开的又一实施方式中的送电电极120a、120b的配置的立体图。
图23是示意性表示本公开的又一实施方式中的送电电极120a、120b的配置的剖视图。
标号说明
10 运输机器人(移动体)
30 路面
100 送电装置
110 送电电路
120a、120b 送电电极
130s 串联谐振电路
140p 并联谐振电路
180 匹配电路
200 受电装置
210 受电电路
220a、220b 受电电极
230p 并联谐振电路
240s 串联谐振电路
250 控制电路
260 致动器
270 传感器
280 匹配电路
310 直流电源
330 负载
400 障碍物
具体实施方式
(成为本公开的基础的见解)
在说明本公开的实施方式之前，说明成为本公开的基础的见解。
图1是示意性表示本发明人进行开发的基于电场耦合方式的无线电力传输系统的一例的图。图示的无线电力传输系统是向例如在工厂内用于运送物品的运输机器人10(无人运输车：AGV)以无线方式传输电力的系统。运输机器人10是本公开的移动体的一例。在该系统中，在路面(地面)30配置有平板状的一对送电电极120a、120b。运输机器人10具备与一对送电电极120a、120b相对向的一对受电电极。运输机器人10通过一对受电电极接受从送电电极120a、120b传输的交流电力。所接受的电力被供给到运输机器人10所具有的马达、二次电池或蓄电用电容器等负载。由此，可进行运输机器人10的驱动或充电。
图1中示出了表示互相正交的X、Y、Z方向的XYZ坐标。在以下的说明中，使用图示的XYZ坐标。将送电电极120a、120b延伸的方向设为Y方向，将与送电电极120a、120b的表面垂直的方向设为Z方向，将与Y方向以及Z方向垂直的方向设为X方向。此外，对于本申请的附图中示出的构造物的朝向，考虑说明的易懂度来设定，并没有对在现实中实施本公开的实施方式时的朝向作出任何限制。另外，附图中示出的构造物的整体或局部的形状以及大小也并不会限制现实中的形状以及大小。
图2是表示图1所示的无线电力传输系统的概略构成的图。该无线电力传输系统具备送电装置100和运输机器人10(移动体)。送电装置100具备一对送电电极120a、120b和向送电电极120a、120b供给交流电力的送电电路110。送电电路110例如是包含逆变器电路的交流输出电路。送电电路110将从未图示的直流电源供给的直流电力变换成交流电力并输出到一对送电电极120a、120b。
运输机器人10具备受电装置200和负载330。受电装置200具备一对受电电极220a、220b和将受电电极220a、220b接受的交流电力变换成负载330所要求的电力(例如预定电压的直流电压或预定频率的交流电力)并供给到负载330的受电电路210。受电电路210例如可以包含整流电路或变频电路等各种电路。负载330例如是马达、蓄电用电容器或二次电池等消耗电力的设备。通过一对送电电极120a、120b与一对受电电极220a、220b之间的电场耦合(电容耦合)，在两者相对向的状态下以无线方式传输电力。
通过这样的无线电力传输系统，运输机器人10能够一边沿着送电电极120a、120b移动一边以无线方式接受电力。运输机器人10一边保持使送电电极120a、120b与受电电极220a、220b靠近并对向的状态，一边在送电电极120a、120b延伸的方向(图1中的Y方向)上移动。由此，运输机器人10例如能够一边对电容器等蓄电器进行充电一边进行移动。
但是，在这样的无线电力传输系统中，在送电电极120a、120b的至少一方之上存在障碍物的情况下，会妨碍运输机器人10的动作。例如，在高度比送电电极与受电电极之间的距离大的物体存在于受电电极220a、220b的至少一方的前方的情况下，该物体会碰撞到受电电极220a、220b的至少一方。若发生这样的碰撞，则运输机器人10会难以再继续动作。
为了避免碰撞，考虑如下的应对方法：在运输机器人10设置检测障碍物的传感器，在检测到障碍物的情况下使运输机器人10停止。但是，在这样的应对方法中，由于运输机器人10会停止，因此还是无法继续运输机器人10的动作。
本发明人基于以上的考察，想到了以下说明的本公开的各技术方案。
本公开的一个技术方案涉及的移动体是以无线方式从送电装置接受交流电力的移动体，所述送电装置具有第1送电电极和第2送电电极，所述第1送电电极具有沿着路面的平面状的表面，所述第2送电电极配置为在沿着所述路面的方向上与所述第1送电电极分离、且具有沿着所述路面的平面状的表面，所述移动体具备：传感器，其检测位于所述移动体的路径上和所述移动体的下方的至少一方的障碍物；至少一个第1受电电极，其在与所述第1送电电极相对向时，与所述第1送电电极电场耦合；至少一个第2受电电极，其在与所述第2送电电极相对向时，与所述第2送电电极电场耦合；致动器，其使所述第1受电电极的整体或一部分在重力方向上移动；以及控制所述致动器的控制电路，其基于所述传感器的检测结果来控制所述致动器，避免所述第1受电电极接触障碍物。
根据上述技术方案，所述移动体具备：传感器，其检测位于所述移动体的路径上和所述移动体的下方的至少一方的障碍物；致动器，其使所述第1受电电极的整体或一部分在重力方向上移动；以及控制电路，其是控制所述致动器的控制电路，基于所述传感器的检测结果来控制所述致动器，避免所述第1受电电极接触障碍物。
由此，能够防患于未然地避免所述第1受电电极接触障碍物，因此，能够降低电力传输以及移动体的动作受到妨碍的可能性。
在某实施方式中，控制电路在判断为仅第1受电电极有可能会接触障碍物且第2受电电极不会接触障碍物的情况下，仅将第1受电电极调整到不会接触障碍物的高度。在该情况下，第2受电电极保持为与第2送电电极靠近的状态(电力传输时的通常高度)。由此，能够在维持尽可能高的传输效率的同时，避免第1受电电极与障碍物的碰撞。
在本公开的另一实施方式中，致动器还使第2受电电极的整体或一部分在重力方向上移动。并且，控制电路基于传感器的检测结果来控制致动器，避免第2受电电极接触障碍物。由此，针对第1受电电极和第2受电电极这两方，能够防患于未然避免其与障碍物的接触。
移动体也可以具备多个第1受电电极。多个第1受电电极例如可以在移动体的移动方向(行进方向以及后退方向)上排列。多个第1受电电极也可以在与移动体的移动方向和重力方向这两方垂直的方向(横向)上排列。同样地，移动体也可以具备多个第2受电电极。多个第2受电电极例如也可以在移动体的移动方向或横向上排列。控制电路也可以针对多个第1受电电极的各第1受电电极以及/或者多个第2受电电极的各第2受电电极，判断与障碍物接触的可能性，进行前述的避免接触的动作。
致动器既可以具备使各受电电极的整体在重力方向上移动的机构，也可以具备使各受电电极的仅一部分在重力方向上移动的机构。前者的动作例如可以通过使受电电极本身在重力方向上沿上下移动的直动机构(线性致动器)来实现。后者的动作例如可以通过使用使受电电极的受电面相对于水平面倾斜的机构来实现。也可以通过对这些机构进行组合，由此能够精密地控制各受电电极的移动。
在本公开的某实施方式中，传感器在移动体沿着路面移动时，检测位于移动体的路径上的障碍物。控制电路在移动体的移动期间判断某一个受电电极(第1受电电极或第2受电电极)是否会接触障碍物。该判断例如基于该障碍物的位置以及大小(特别是高度)与各受电电极的位置以及距送电电极的距离之间的比较来进行。控制电路在判断为若保持状态不变地继续移动则某受电电极会碰撞到障碍物的情况下，控制致动器，避免该受电电极与障碍物的碰撞。更具体而言，控制电路通过使该受电电极的至少一部分与路面的距离比障碍物的高度大，避免该受电电极接触障碍物。在移动体跨过该障碍物之后，控制电路向致动器指示使该受电电极回到原来的位置。通过这样的动作，即使在障碍物位于某一个受电电极的路径上的情况下，也能够在抑制电力传输效率的低下的同时继续移动。
本公开的实施方式并不限定于移动体一边移动一边受电的上述那样的形态。例如，在移动体为了充电而移动到铺设有一对送电电极的充电区域、并在静止之后接受电力供给的系统中，也能够适用本公开的技术。在这样的系统中，移动体例如进行以下的动作。
(1)在将各受电电极的位置保持为高的状态下，使移动体移动到充电区域。将各受电电极的位置保持为高是为了在移动期间避免与台阶或障碍物的接触。
(2)使各受电电极下降，使各受电电极与路面的距离成为预先设定的距离(称为“基准距离”)。
(3)开始电力传输(充电)。
(4)再次提高各受电电极的位置，再次开始移动。
在进行如此动作的移动体中，在送电电极之上存在障碍物的情况下，在上述(2)的步骤中，也存在某一个受电电极会碰撞到障碍物的可能性。因此，在本公开的某实施方式中，移动体具备检测位于移动体的下方的障碍物的传感器(例如，设置于移动体的底面)。控制电路在为了使第1受电电极和第2受电电极分别与第1送电电极和第2送电电极相对向而使移动体移动时，进行以下的动作。
(a)使得成为使各受电电极与路面的距离比预先设定的电力传输时的基准距离大的状态。
(b)使移动体进行移动，直到第1受电电极和第2受电电极分别与第1送电电极和所述第2送电电极相对向为止。
(c)在传感器未检测到障碍物的情况下，控制致动器，使各受电电极与路面的距离成为上述基准距离。
(d)在传感器检测到位于某一个受电电极与送电电极之间的障碍物的情况下，控制致动器，使没有碰撞到障碍物的危险的受电电极与路面的距离成为上述基准距离，使有可能会碰撞到障碍物的受电电极与路面的距离成为比上述基准距离以及该障碍物的高度大的距离。
通过以上的动作，能够在避免各受电电极接触障碍物的同时，以比较高的传输效率进行电力传输。
本公开的“移动体”并不限定于前述的运输机器人那样的车辆，而意味着可通过电力进行驱动的任意的可动物体。移动体例如包括电动马达以及具备一个以上车轮的电动车辆。这样的车辆例如可以是前述的运输机器人等无人运输车(Automated Guided Vehicle：AGV)或电动汽车(EV)、电动助力车(cart)。本公开的“移动体”也包括没有车轮的可动物体。例如，二足行走机器人、多旋翼飞行器(multicopter)等无人航空机(Unmanned AerialVehicle：UAV，所谓的无人机)以及有人的电动航空机也包含在“移动体”中。
以下，说明本公开的更具体的实施方式。但是，有时省略超出需要的详细说明。例如，有时省略对众所周知的事项的详细说明或实质相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明非必要的冗长，易于本领域技术人员的理解。此外，发明人为了使本领域技术人员充分理解本公开而提供附图以及以下的说明，并非通过附图以及以下的说明来限定权利要求书所记载的主题之意。在以下的说明中，对具有相同或相似功能的构成要素标注相同的参照标号。
(实施方式1)
图3是表示本公开的实施方式1的无线电力传输系统的概略构成的图。在图3所示的系统中，与图1以及图2所示的系统同样地，从具有铺设在路面的下方或上方的一对送电电极120a、120b的送电装置100，以无线方式向具有一对受电电极220a、220b的运输机器人10传输电力。本实施方式的无线电力传输系统与图2所示的系统主要不同之处在于：运输机器人10中的受电电极220a、220b通过致动器260进行驱动。
如图3所示，本实施方式的运输机器人10的受电装置200除了具有受电电极220a、220b以及受电电路210之外，还具有传感器270、致动器260和控制电路250。本实施方式的传感器270检测位于运输机器人10的路径上的障碍物。致动器260具有使受电电极220a、220b向上下移动的机构。控制电路250基于传感器270的检测结果来控制致动器260。由此，可避免受电电极220a、220b与障碍物的碰撞。
在以下的说明中，有时将运输机器人10称为“移动体10”。另外，在并不特别区分地表达送电电极120a、120b时，使用“送电电极120”的表述。同样地，在并不特别区分地表达受电电极220a、220b时，使用“受电电极220”的表述。
图4是示意性表示从正面侧(前方)观察到的运输机器人10的构成例的图。传感器270配置在运输机器人10的前部，检测位于受电电极220a、220b的前方的障碍物。传感器270例如具有红外线激光光源的阵列和受光元件的阵列。红外线激光光源的阵列向前方出射红外线激光。受光元件的阵列接受被包含障碍物的前方的物体反射的红外线激光，输出与受光量相应的电信号。由此，传感器270检测在受电电极220a、220b各自的路径上是否存在障碍物。为了更准确地进行检测，传感器270也可以具有分别靠近受电电极220a、220b而配置的两个检测器。传感器270不限定于上述的结构，也可以是例如图像传感器等其他种类的传感器。基于从图像传感器输出的图像数据，能够确定障碍物的位置以及大小(高度以及宽度等)。
本实施方式的致动器260包括与受电电极220a、220b分别连接的两个直动机构(线性致动器)。各直动机构包含马达、齿条以及齿轮等，根据来自控制电路250的指示使受电电极220在重力方向(向上以及向下)上移动。此外，致动器260的构造多种多样，并不限定于特定的构造。例如，致动器260也可以具有使受电电极220a、220b的各受电电极绕沿着其表面(受电面)的一个以上的轴旋转的机构。
控制电路250例如可以是具有处理器以及存储器的微控制器单元(MCU)等集成电路。通过处理器执行存储器所保存的控制程序，可实现后述的控制。控制电路250与传感器270以及致动器260连接，基于从传感器270输出的信号，控制致动器260。更具体而言，控制电路250对从传感器270输出的信号进行解析，确定障碍物的位置以及大小(特别是高度)，预测各受电电极220a、220b是否会碰撞到障碍物。控制电路250例如对受电电极220a、220b的位置以及速度的信息或轨道的信息和与从传感器270得到的障碍物有关的信息进行组合，判断碰撞的可能性。与障碍物有关的信息例如可以是表示障碍物的有无、位置、高度或宽度等的信息、或者包含障碍物的图像信息。该判断的一部分也可以通过传感器270内的电路来进行。例如，也可以是：传感器270内的电路在检测到障碍物时，确定该障碍物的位置以及高度(从路面30或送电电极120的表面到障碍物的上表面为止的距离)，将表示该位置以及高度的信号输出给控制电路250。控制电路250在判断为受电电极220a、220b的某一方会接触障碍物的情况下，向致动器260发出使该受电电极上升的指示。致动器260按照该指示，使有可能会接触的受电电极上升。
图5是用于说明由移动体10的控制电路250进行的控制的例子的图。图5示意性示出了从侧方观察移动体10以及障碍物400的状况。如图所示，设想在铺设于路面30的送电电极120之上存在高度h的障碍物400的情况。设为障碍物400位于一方或两方的受电电极220的路径上，且不位于左右车轮的路径上。将受电电极220的最低部分距路面30的距离(在该例中相当于送电电极120与受电电极220的距离)设为g。当传感器270检测到障碍物400时，控制电路250判断障碍物400的高度h是否超过受电电极220的最低部分的高度g。控制电路250在判断为h≧g时，使该受电电极220上升，成为h<g的状态。另一方面，在满足h<g的条件的情况下，控制电路250维持该受电电极220的高度。通过这样的控制，能够一边确保安全性，一边继续较高效率的电力传输。
此外，在障碍物400的高度h大于移动体10的框体的底面的最低部分与路面30(或送电电极120的表面)的距离L的情况下，控制电路250也可以使移动体10停止。由此，能够避免障碍物400与移动体10的框体碰撞的危险。另外，在障碍物400位于移动体10的某一个车轮的路径上的情况下，控制电路250也可以使移动体10停止、或者使移动体10右转或左转来避开障碍物400。在障碍物400低的情况下，有时即使直接继续移动也没有问题。由此，控制电路250也可以仅限于在判断为障碍物400位于移动体10的某一个车轮的路径上、且该移动体10的高度高于预定值时，使移动体10停止或变更路径。
图6A～6C示出了本实施方式的移动体10避开障碍物的动作的过程。图6A示出了移动体10在障碍物400的跟前一边充电一边移动的状况。图6B示出了移动体10要越过障碍物400而前进的状况。图6C示出了移动体10通过了障碍物400之后的状况。如这些图所示，当传感器270检测到障碍物400时，控制电路250使有可能会碰撞的受电电极220上升至比障碍物400的高度高的位置。当受电电极220通过障碍物400后，控制电路250使该受电电极220回到原来的高度(电力传输时的基准高度)。由此，能够在避免碰撞的同时，以较高的效率继续充电。
接着，参照图7A以及图7B，说明与障碍物400的位置以及大小相应的回避动作的例子。
图7A示出了障碍物400仅存在于一方的受电电极220a的路径上、且不存在于另一方的受电电极220b的路径上的情况的例子。在这样的情况下，控制电路250仅对一方的受电电极220a，进行前述的回避动作。即，控制电路250向致动器260发出仅使一方的受电电极220a上升的指示。接收到该指示，致动器260仅使受电电极220a上升至比障碍物400的最高部分高的位置。另一方的受电电极220b维持与送电电极120a靠近的位置(电力传输时的基准位置)。当受电电极220a通过障碍物400后，控制电路250控制致动器260使受电电极220a回到原来的高度。
图7B示出了障碍物400存在于受电电极220a、220b这两方的路径上的情况的例子。在这样的情况下，控制电路250针对两方的受电电极220a、220b，进行前述的回避动作。即，控制电路250向致动器260发出使受电电极220a、220b这两方上升的指示。接收到该指示，致动器260使受电电极220a、220b这两方上升至比障碍物400的最高部分高的位置。当受电电极220a、220b通过障碍物400后，控制电路250使受电电极220a、220b回到原来的高度。
通过进行这样的动作，能够根据障碍物400的大小以及位置来适当地避开障碍物400，并维持尽可能高的传输效率的状态。
图8是表示由移动体10的控制电路250进行的控制方法的例子的流程图。在进行电力传输时，控制电路250基于来自传感器270的信号，判断是否检测到障碍物(步骤S101)。在检测到障碍物的情况下，控制电路250基于来自传感器270的信号和各受电电极220的位置以及速度等信息，判断是否存在有可能会碰撞到障碍物的受电电极220(步骤S102)。在判断为某一个受电电极220会碰撞到障碍物的情况下，控制电路250判断障碍物的最高点的高度h是否为移动体10的框体底面的最低部分距路面的距离L以上(步骤S103)。在h≧L的情况下，控制电路250向移动体10的驱动系统(驱动马达的逆变器等)发送停止的指示，在碰撞前使移动体10停止。另一方面，在h<L的情况下，控制电路250使有可能会碰撞的受电电极220上升至比障碍物的最高点高的位置(步骤S105)。接着，控制电路250判断上升后的受电电极220是否通过了障碍物(步骤S106)。该判断例如可以使用设置于移动体10的后部底面等的其他传感器(未图示)来进行。当受电电极220通过障碍物后，控制电路250使上升后的受电电极220回到原来的高度(步骤S107)。
通过以上的动作，即使在障碍物存在于送电电极120之上的情况下，移动体10也能够安全地继续充电以及移动。特别是，根据本实施方式，在为了避开障碍物而使一方的受电电极220上升而远离送电电极120的期间，也能够保持另一方的受电电极220与送电电极120靠近的状态。另外，上升后的受电电极220在通过了障碍物之后，迅速下降而回到与送电电极120靠近的状态。因此，能够在将传输效率的低下限制为最小限度的同时，继续充电以及移动。
接着，更详细地说明本实施方式的无线电力传输系统中的与电力传输有关的结构。此外，以下说明的系统的结构是一例，也可以根据要求的功能以及性能进行适当变更。
图9是概略性表示本实施方式的无线电力传输系统中的与电力传输有关的结构的框图。在图9中，省略了控制电路250、致动器260以及传感器270的图示。送电装置100具备：将从外部的直流电源310供给的直流电力变换成交流电力的送电电路110；输送交流电力的两个送电电极120a、120b；和连接在送电电路110与送电电极120a、120b之间的匹配电路180。在本实施方式中，送电电路110经由匹配电路180与第1以及第2送电电极120a、120b电连接，向第1以及第2送电电极120a、120b输出交流电力。运输机器人10具备受电装置200和负载330。
受电装置200具有：与两个送电电极120a、120b电容耦合来接受电力的两个受电电极220a、220b；与两个受电电极220a、220b连接的匹配电路280；以及与匹配电路280连接而将所接受的交流电力变换成直流电力并进行输出的受电电路210。第1受电电极220a在与第1送电电极120a相对向时，在与第1送电电极120a之间形成电容耦合。第2受电电极220b在与第2送电电极120a相对向时，在与所述第2送电电极之间形成电容耦合。通过该两个电容耦合以非接触方式从送电装置100向受电装置200传输交流电力。
本实施方式的运输机器人10的框体、送电电极120a、120b以及受电电极220a、220b各自的尺寸并没有特别限定，例如可以设定为以下的尺寸。送电电极120a、120b的长度(Y方向的尺寸)例如可以设定在50cm～20m的范围内。送电电极120a、120b各自的宽度(X方向的尺寸)例如可以设定在5cm～2m的范围内。运输机器人10的框体的行进方向以及横向的各方向上的尺寸例如可以设定在20cm～5m的范围内。受电电极220a的长度(行进方向上的尺寸)例如可以设定在5cm～2m的范围内。受电电极220a的宽度(横向上的尺寸)例如可以设定在2cm～2m的范围内。但是，并不限定于这些数值范围。
负载330例如包含驱动用的电动马达以及蓄电用的电容器，通过从受电电路210输出的直流电力进行驱动或充电。
电动马达可以是直流马达、永磁体同步马达、感应马达、步进马达、磁阻马达等任意马达。马达经由轴以及齿轮等使运输机器人10的车轮旋转，使运输机器人10移动。根据马达的种类，受电电路210可以包含整流电路、逆变器电路、逆变器控制电路等各种电路。受电电路210为了驱动交流马达，也可以包含将所接受的能量(电力)的频率(传输频率)直接变换成用于驱动马达的频率的转换器电路。
电容器例如可以是双电荷层电容器或锂离子电容器等高容量且低电阻的电容器。通过使用这样的电容器来作为蓄电器，与使用电池(二次电池)的情况相比，能够实现快速的充电。此外，也可以取代电容器而使用二次电池(例如，锂离子电池等)。在该情况下，虽然充电所需的时间增加，但能够蓄积更多的能量。移动体10通过蓄积在电容器或二次电池中的电力来驱动马达并进行移动。
当移动体10移动时，电容器或二次电池的蓄电量(充电量)降低。因此，为了继续移动，需要进行再充电。因此，运输机器人10在移动期间充电量低于预定阈值时，移动到送电装置100的附近，进行充电。送电装置100可以设置在工厂内的多个地方。
图10是表示无线电力传输系统的更详细的构成例的电路图。在图示的例子中，送电装置100中的匹配电路180具有：与送电电路110连接的串联谐振电路130s；与送电电极120a、120b连接并与串联谐振电路130s感应耦合的并联谐振电路140p。匹配电路180具有使送电电路110的阻抗与送电电极120a、120b的阻抗相匹配的功能。送电装置100中的串联谐振电路130s具有第1线圈L1和第1电容器C1串联连接的结构。送电装置100中的并联谐振电路140p具有第2线圈L2和第2电容器C2并联连接的结构。第1线圈L1和第2线圈L2构成以预定的耦合系数进行耦合的变压器。第1线圈L1和第2线圈L2的匝数比被设定为实现所希望的变压比(升压比或降压比)的值。
受电装置200中的匹配电路280具有：与受电电极220a、220b连接的并联谐振电路230p；与受电电路210连接并与并联谐振电路230p感应耦合的串联谐振电路240s。匹配电路280具有使受电电极220a、220b的阻抗与受电电路210的阻抗相匹配的功能。并联谐振电路230p具有第3线圈L3和第3电容器C3并联连接的结构。受电装置200中的串联谐振电路240s具有第4线圈L4和第4电容器C4串联连接的结构。第3线圈L3和第4线圈L4构成以预定的耦合系数进行耦合的变压器。第3线圈L3与第4线圈L4的匝数比被设定为实现所希望的变压比的值。
此外，匹配电路180、280的结构不限定于图10所示的结构。例如，也可以取代串联谐振电路130s、240s的各串联谐振电路而设置并联谐振电路。另外，也可以取代并联谐振电路140p、230p的各并联谐振电路而设置串联谐振电路。进而，也可以省略匹配电路180、280的一方或两方。在省略匹配电路180的情况下，送电电路110与送电电极120a、120b直接连接。在省略匹配电路280的情况下，受电电路210与受电电极220a、220b直接连接。在本说明书中，设置有匹配电路180的结构也相当于送电电路110与送电电极120a、120b进行了电连接的结构。同样地，设置有匹配电路280的结构也相当于受电电路210与受电电极220a、220b进行了电连接的结构。
图11A是示意性表示送电电路110的构成例的图。在该例中，送电电路110具有包含4个开关元件(例如IGBT或MOSFET等的晶体管)的全桥型逆变器电路和控制电路112。控制电路112具有输出对各开关元件的接通(导通)以及断开(非导通)的状态进行控制的控制信号的选通(gate)驱动器和使选通驱动器输出控制信号的微控制器(微型计算机)等处理器。也可以取代图示的全桥型逆变器电路而使用半桥型逆变器电路或E级等的其他振荡电路。送电电路110也可以具有通信用的调制解调电路和/或测定电压电流等的各种传感器。在具有通信用的调制解调电路的情况下，能够将数据以叠加于交流电力的方式发送给受电装置200。
此外，本公开也包含不是以电力传输为目的而是以发送数据为目的向受电装置200发送微弱的交流信号(例如脉冲信号)的方式。在这样的方法中，由于也可以说是传输微弱的电力，因此传输微弱的交流信号(例如脉冲信号)这一情况也包含在“送电”或“电力传输”的概念中。另外，这样的微弱的交流信号也包含在“交流电力”的概念中。
图11B是示意性表示受电电路210的构成例的图。在该例中，受电电路210是包括二极管电桥和平滑电容器的全波整流电路。受电电路210也可以具有其他整流器的结构。受电电路210除了包含整流电路之外，也可以包含恒压/恒流控制电路、通信用调整解调电路等各种电路。受电电路210将所接受的交流能量变换成能够供负载330利用的直流能量。也可以将对从串联谐振电路240s输出的电压以及电流等进行测定的各种传感器包含在受电电路210中。
谐振电路130s、140p、230p、240s中的各线圈例如可以是形成在电路基板上的平面线圈或层叠线圈、或者使用了铜线、利兹线或绞线等的绕组线圈。谐振电路130s、140p、230p、240s中的各电容器例如可以利用具有芯片形状或引线(lead)形状的所有类型的电容器。也可以使隔着空气的两条布线间的电容作为各电容器发挥功能。也可以使用各线圈所具有的自谐振特性来替代这些电容器。
直流电源310例如可以是商用电源、一次电池、二次电池、太阳能电池、燃料电池、USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)电源、高容量的电容器(例如双电荷层电容器)、与商用电源连接的电压转换器等任意电源。
典型而言，谐振电路130s、140p、230p、240s的谐振频率f0被设定成与电力传输时的传输频率f一致。谐振电路130s、140p、230p、240s各自的谐振频率f0也可以不与传输频率f0严格一致。各自的谐振频率f0例如也可以设定为传输频率f的50～150％左右的范围内的值。电力传输的频率f例如可以设定为50Hz～300GHz，更优选设定为20kHz～10GHz，进一步优选设定为20kHz～20MHz，进一步优选设定为20kHz～7MHz。
在本实施方式中，送电电极120a、120b与受电电极220a、220b之间是空隙，其距离比较长(例如，10mm左右)。因此，电极间的电容Cm1、Cm2非常小，送电电极120a、120b以及受电电极220a、220b的阻抗非常高(例如，数kΩ左右)。与此相对，送电电路110以及受电电路210的阻抗例如低为数Ω左右。在本实施方式中，在与送电电极120a、120b以及受电电极220a、220b接近一侧分别配置并联谐振电路140p、230p，在与送电电路110和受电电路210接近一侧分别配置串联谐振电路130s、240s。通过这样的结构，能够易于进行阻抗的匹配。串联谐振电路由于在谐振时阻抗成为零(0)，故而适合于与低阻抗的匹配。另一方面，并联谐振电路由于在谐振时阻抗成为无限大，故而适合于与高阻抗的匹配。由此，如图10所示的结构那样，通过在低阻抗的电源侧配置串联谐振电路、并在高阻抗的电极侧配置并联谐振电路，能够容易地实现阻抗匹配。同样地，通过在电极侧配置并联谐振电路、并在负载侧配置串联谐振电路，能够适当地实现受电装置200中的阻抗匹配。
此外，在使送电电极120a、120b与受电电极220a、220b之间的距离缩短、和/或在送电电极120a、120b与受电电极220a、220b之间配置电介质的结构中，由于电极的阻抗变低，因此不需要设为上述那样的非对称的谐振电路的结构。另外，在没有阻抗匹配的问题的情况下，也可以省略匹配电路180、280本身。
接着，说明本实施方式的移动体10的变形例。
图12是表示某变形例的移动体10的概略构成的框图。该移动体10上述的结构不同之处在于：第1受电电极220a和第2受电电极220b各自的数量为多个(在图示的例子中为两个)。在电力传输时，多个第1受电电极220a都与第1送电电极120a相对向，多个第2受电电极220b都与第2送电电极120b相对向。在该构成例中，也可以如图9以及图10所示那样设置有匹配电路180、280。
图13A～图13C是表示本变形例的移动体10中的受电电极220a、220b的配置例的俯视图。在这些图中，为了易于理解，仅概略性示出了移动体10的框体以及多个受电电极220。此外，多个受电电极220的配置并不限于图示的配置，可考虑各种各样的配置。
图13A示出了两个第1受电电极220a在移动体10的移动方向(行进方向)上排列、且两个第2受电电极220b也在移动体10的移动方向上排列的例子。位于前方(图的上方)的第1受电电极220a和第2受电电极220b在移动体10的横向上排列，位于后方(图的下方)的第1受电电极220a和第2受电电极220b也在横向上排列。在这样的结构中，控制电路250针对第1受电电极220a和第2受电电极220b的各受电电极，个别地控制在移动方向上排列的两个受电电极的上升以及下降的时刻(timing)。
图13B示出了两个第1受电电极220a以及两个第2受电电极在移动体10的横向上排列的例子。在这样的结构中，控制电路2250针对第1受电电极220a和第2受电电极220b的各受电电极，个别地控制在横向上排列的两个受电电极的上升以及下降的时刻。
图13C示出了第1受电电极220a和第2受电电极220a各自的数量为4个的例子。4个第1受电电极220a以及4个第2受电电极220b排列成矩阵状(二维状)。在该例中，控制电路250也个别地控制各受电电极的上升以及下降的时刻。
图14A～图14D示出了在两个受电电极220在移动体10的行进方向上排列的结构(图13A或图13C)下避开障碍物的动作的过程。图14A示出了移动体10在障碍物400的跟前一边充电一边移动的状况。图14B示出了移动体10的前方的受电电极220要越过障碍物400而前进的状况。图14C示出了移动体10的后方的受电电极220要越过障碍物400而前进的状况。图14D示出了移动体10通过了障碍物400之后的状况。
如这些图所示，当传感器270检测到障碍物400时，控制电路250首先使有可能会碰撞的受电电极220中的前方的受电电极220上升至比障碍物400的高度高的位置(图14B)。当该受电电极220通过障碍物400后，控制电路250一边使后方的受电电极220上升至比障碍物400的高度高的位置，一边使前方的受电电极220回到原来的高度(电力传输时的基准高度)(图14C)。当后方的受电电极220通过障碍物400后，控制电路250使该受电电极220回到原来的高度(图14D)。通过这样的动作，能够在避免碰撞的同时继续较高效率的充电。
图15A～图15C示出了第1受电电极220a、第2受电电极220b各自包括在移动体10的横向上排列的两个受电电极的结构(图13B或图13C)下的动作。此外，在图15A～图15C中，为了易于观察，省略了图4等所示的传感器270、控制电路250以及致动器260的图示。图15A示出了电力传输时的通常状态。图15B示出了障碍物400仅存在于两个受电电极220a中的一方的路径上而不存在于另一方的受电电极的路径上的情况下的例子。在这样的情况下，控制电路250仅使可能会与障碍物400碰撞的一个受电电极220a上升，其余的受电电极的高度维持原样。图15C示出了障碍物仅存在于第1受电电极220a中的内侧的一方以及第2受电电极220b中的内侧的一方的路径上，而不存在于另一方的受电电极的路径上的情况下的例子。在这样的情况下，控制电路250仅使有可能会与障碍物400碰撞的内侧的两个受电电极220a、220b上升，其余的受电电极的高度维持原样。如此，控制电路250根据障碍物400的位置以及大小，仅使必要的受电电极上升来避免碰撞。由此，关于不需要上升的受电电极，保持与送电电极靠近的状态，因此能够进一步抑制传输效率的低下。
图16A～图16D示出了另一变形例的移动体10的动作。在该变形例中，致动器260不使各受电电极220的整体上下移动，而具有通过使各受电电极220倾斜来使各受电电极220局部上下移动的机构。图16A示出了移动体10在障碍物400的跟前一边充电一边移动的状况。图16B示出了移动体10中的受电电极220的前方的部分要越过障碍物400而前进的状况。图16C示出了移动体10中的受电电极220的后方的部分要越过障碍物400而前进的状况。图16D示出了移动体10通过了障碍物400之后的状况。
如这些图所示，当传感器270检测到障碍物400时，控制电路250首先使有可能会碰撞的受电电极220中的前方的部分上升至比障碍物400的高度高的位置(图16B)。在该部分要通过障碍物400的时刻，控制电路250一边使该受电电极220的后方的部分上升，一边使前方的部分下降(图16D)。当后方的受电电极220通过障碍物400后，控制电路250使该受电电极220回到原来的姿势(图16D)。通过这样的动作，也能够在碰撞避免的同时，继续较高效率的充电。
接着，对使受电电极220在重力方向上移动时的优选的移动范围进行说明。
本发明人通过一边使送电电极120与受电电极220的距离g1变化，一边计测电力传输的效率的变化以及受电侧的输出电压的变化，找到了距离g1的优选范围。
图17示意性示出了用于计测的送电电极120以及受电电极220的结构。对于该例中的送电电极120以及受电电极220，其表面分别由电绝缘性的树脂122和222覆盖。送电电极120与受电电极220的距离g1表示该树脂122和222之间的间隙(gap)的距离。
送电电极120和受电电极220各自的尺寸设为150mm×320mm。送电侧的树脂122的厚度d1设为2mm，折射率ε1设为3.4。受电侧的树脂222的厚度d2设为1mm，折射率ε2设为3.4。间隙(空气)的相对介电常数ε3设为1。
在这样的条件下，计测出使间隙的大小g1从电力传输时的基准距离g0(＝10mm)起发生变化时的传输效率以及从受电电极220输出的输出电压的变动。与电力传输有关的各种参数设定为距离g0时的最佳值。基准距离10mm时的电极间的电容量为39.1pF。
图18A是表示使间隙的大小g1在10mm以下的范围发生变化时的传输效率的变化量(ΔEfficiency)的坐标图。在图18A中，传输效率的变化量(ΔEfficiency)由以g1＝10mm时的值为基准的变化率(％)来表示。如图所示，在0.05mm<g1<10mm的范围内，没有确认到效率的降低，反倒是效率提高了。此外，在g1＝0mm的情况下，由于在送电侧的树脂122与受电侧的树脂222之间发生接触，因此不适合于行驶中的充电。
因此，本实施方式的送电电路250在使各受电电极220下降时，优选使间隙的大小g1为0.05mm以上。另外，0.05mm相当于g0(＝10mm)的1/200倍。可知即使在变更了设计条件的情况下也会成为与图18A同样的特性。由此，间隙的大小g1优选为(1/200)g0以上。
图18B是表示使间隙的大小g1在10mm以下的范围发生变化时的受电侧的输出电压的变化量(ΔVout)的坐标图。在图18B中，输出电压的变化量(ΔVout)由以g1＝10mm时的值为基准的变化率(％)来表示。如图所示，在5.25mm≦g1<10mm的范围内，确认到了输出电压的变动处于20％以内。另外，在7.5mm≦g1<10mm的范围内，确认到了输出电压的变动处于10％以内。这些值5.25以及7.5分别相当于电力传输的基准距离g0的52.5％以及75％。
因此，为了抑制输出电压的变动，在使各受电电极220下降时，优选使间隙的大小g1为5.25mm以上或0.525g0以上，更优选的是，使间隙的大小g1为7.5mm以上或0.75g0以上。
本实施方式的移动体10在障碍物存在于受电电极220的路径上的情况下，通过使受电电极220上升，能够避免与障碍物的碰撞。但是，若使受电电极220过度上升，则有时很危险。例如，在移动体10的前方下部设置有受电电极220的情况下，存在受电电极220会位于工厂内的工作人员的脚上的可能性，这很危险。通常，工作人员穿的安全靴的甲部的高度大于25mm。因此，为了避免安全靴的甲部进入移动体10的受电电极220之下的风险，控制电路250优选使受电电极220在g1<25mm的范围进行移动。
图18C是表示使间隙的大小g1在大于10mm的范围发生变化时的传输效率的变化量(ΔEfficiency)的坐标图。在图18C中，传输效率的变化量(ΔEfficiency)也是由以g1＝10mm时的值为基准的变化率(％)来表示。如图所示，在10mm<g1<13.5mm的范围内，效率的降低处于10％以内。13.5mm是g0(＝10mm)的1.35倍。
因此，控制电路250在使各受电电极220上升时，优选在小于13.5mm或小于1.35g0的范围内调整电极间的间隙的大小g1。
图18D是表示使间隙的大小g1在大于10mm的范围发生变化时的受电侧的输出电压的变化量(ΔVout)的坐标图。在图18D中，输出电压的变化量(ΔVout)也是由以g1＝10mm时的值为基准的变化率(％)来表示。如图所示，在10mm<g1<14.5mm的范围内，输出电压的变动处于20％以内。另外，在10mm<g1<12.5mm的范围内，输出电压的变动处于10％以内。
因此，控制电路250在使各受电电极220上升时，优选在小于14.5mm或小于1.45g0的范围、或者在12.5mm以下或小于1.25g0的范围内调整电极间的间隙的大小g1。
根据以上所述，在某实施方式中，控制电路250在0<g1<25mm的范围内控制受电电极与送电电极的距离(在各电极包含树脂等绝缘层的情况下，是绝缘层间的距离)g1。另外，在另一实施方式中，控制电路250在判断为受电电极与障碍物会发生接触时，使受电电极与送电电极的距离g1高于障碍物的高度且小于1.45g0(或者，小于1.35g0或小于1.25g0)。控制电路250在判断为受电电极与障碍物不会发生接触时，使受电电极与路面的距离为基准距离g0。通过满足这样的条件，能够实现更高效率且稳定的电力传输。
接着，说明本公开的另一实施方式。
图19A～图19C是表示本公开的另一实施方式的移动体10的动作的图。该移动体10与前述的实施方式不同之处在于：不是在移动期间进行充电，而是在移动到铺设有送电电极120的充电区域之后，静止后开始充电。图19A示出了移动体10正在向充电区域移动的状况。图19B示出了移动体10到达了充电区域的状况。图19C示出了移动体10在充电区域进行充电的状况。
如图19A所示，在进入充电区域之前，为了避免台阶或障碍物与受电电极220发生接触，受电电极220被维持在相对高的位置。如图19B所示，当移动体10到达充电区域、即送电电极120之上时，控制电路250如图19C所示那样使受电电极220下降。此时，若在某个受电电极220与送电电极120之间存在障碍物，则存在受电电极220与障碍物会发生碰撞的危险性。
因此，本实施方式的移动体10使用设置于框体下部的传感器270，检测位于下方的障碍物。控制电路250在传感器270检测到障碍物时，控制致动器260，使受电电极220与路面(或送电电极120的表面)的距离成为比电力传输时的基准距离以及障碍物的高度大的距离。由此，可避免该受电电极220接触障碍物。
图20是表示本实施方式的控制电路250的电力传输时的动作的流程图。控制电路250首先使各受电电极220与路面(或送电电极120的表面)的距离比预定的基准距离大(步骤S201)。接着，控制电路250使移动体10移动到各受电电极220与送电电极120相对向的位置。接着，控制电路250判断是否通过传感器270检测到障碍物(步骤S203)。在该判断为“否”的情况下，控制电路250使各受电电极220下降，使电极间的距离成为电力传输时的基准距离。另一方面，在上述判断为“是”的情况下，如果存在不会与障碍物碰撞的受电电极220，则仅使该受电电极220下降(步骤S204)。在该状态下，控制电路250开始充电(步骤S206)。此外，在步骤S204中，在判断为所有的受电电极220都可能会接触障碍物的情况下，控制电路250也可以不开始充电而输出表示警告的信号。当充电完成时，控制电路250使各受电电极220与路面(或送电电极120)的距离比预定的基准距离大，再次开始移动体10的移动(步骤S207)。
通过以上那样的动作，即使在停车期间静止来进行充电的系统中，也能够避免障碍物与受电电极的接触并进行安全的充电。
此外，本系统的障碍物的检测以及避免碰撞的技术不限于AGV这样的车辆，例如也能够适用于多旋翼飞行器这样的没有车轮的移动体。
图21以及图22是示意性表示本公开的又一实施方式的送电电极120a、120b的配置的立体图。在图21的例子中，送电电极120a、120b具有在横向上稍长的矩形形状。在图22的例子中，送电电极120a、120b具有椭圆的一部分这样的形状。如此，送电电极120a、120b不需要必须具有呈条状延伸的形状。
图23是示意性表示本公开的又一实施方式的送电电极120a、120b的配置的剖视图。在图23的例子中，送电电极120a、120b的表面不在同一平面上。如此，送电电极120a、120b的表面也可以不在同一平面上。图23那样的结构也属于以在沿着第1送电电极120a的表面的方向上分离(分开)的方式配置有第2送电电极120b的结构。
此外，各送电电极以及各受电电极的表面不需要完全具有平面的形状，例如也可以具有弯曲的形状或包含凹凸的形状。对于这样的表面，如果大概是平面的，则也相当于“平面状的表面”。另外，各送电电极也可以相对于路面倾斜。
如上所述，本公开的实施方式的无线电力传输系统可以作为工厂内的物品的运输用系统进行利用。运输机器人10具有载置物品的载置台，作为在工厂内自主移动并将物品运输到必要场所的运输车发挥功能。但是，本公开的无线电力传输系统以及移动体并不限于这样的用途，可以利用于其他各种各样的用途。例如，移动体不限于AGV，也可以是其他的产业机器、服务机器人、电动汽车、多旋翼飞行器(无人机)等。无线电力传输系统不限于在工厂内，例如也可以在商店、医院、家庭、道路、滑行路等其他所有的场所进行利用。
如上所述，本公开包括以下的项目所记载的移动体以及无线电力传输系统。
[项目1]
一种移动体，以无线方式从送电装置接受交流电力，所述送电装置具有第1送电电极和第2送电电极，所述第1送电电极具有沿着路面的平面状的表面，所述第2送电电极配置为在沿着所述路面的方向上与所述第1送电电极分离、且具有沿着所述路面的平面状的表面，所述移动体具备：传感器，其检测位于所述移动体的路径上和所述移动体的下方的至少一方的障碍物；至少一个第1受电电极，其在与所述第1送电电极相对向时，与所述第1送电电极电场耦合；至少一个第2受电电极，其在与所述第2送电电极相对向时，与所述第2送电电极电场耦合；致动器，其使所述第1受电电极的整体或一部分在重力方向上移动；以及控制所述致动器的控制电路，其基于所述传感器的检测结果来控制所述致动器，避免所述第1受电电极接触障碍物。
[项目2]
根据项目1所述的移动体，所述至少一个第1受电电极是多个第1受电电极，所述致动器使所述多个第1受电电极的各第1受电电极的整体或一部分在重力方向上移动，所述控制电路基于所述传感器的检测结果来控制所述致动器，避免所述多个第1受电电极的各第1受电电极接触障碍物。
[项目3]
根据项目1或2所述的移动体，所述致动器还使所述第2受电电极的整体或一部分在重力方向上移动，所述控制电路基于所述传感器的检测结果来控制所述致动器，避免所述第2受电电极接触障碍物
[项目4]
根据项目3所述的移动体，所述至少一个第2受电电极是多个第2受电电极，所述致动器使所述多个第2受电电极的各第2受电电极的整体或一部分在重力方向上移动，所述控制电路基于所述传感器的检测结果来控制所述致动器，避免所述多个第2受电电极的各第2受电电极接触障碍物。
[项目5]
根据项目1～4中任一项所述的移动体，所述传感器检测所述移动体沿着所述路面移动时位于所述移动体的路径上的障碍物，所述控制电路在所述移动体的移动期间判断为所述第1受电电极会接触障碍物时，控制所述致动器来使所述第1受电电极的至少一部分与所述路面的距离比所述障碍物的高度大，避免所述第1受电电极接触障碍物。
[项目6]
根据项目5所述的移动体，所述控制电路在所述移动体的移动期间判断为所述第1受电电极会接触障碍物且所述第2受电电极不会接触障碍物时，将所述第2受电电极的位置维持不变，控制所述致动器来使所述第1受电电极的至少一部分与所述路面的距离比所述障碍物的高度大，避免所述第1受电电极接触障碍物。
[项目7]
根据项目5或6所述的移动体，所述至少一个第1受电电极包括在所述移动体的移动方向上排列的两个第1受电电极，所述致动器使所述两个第1受电电极的各第1受电电极在重力方向上移动，所述控制电路在所述移动体的移动期间判断为位于前方的所述两个第1受电电极的一方会接触障碍物时，将所述两个第1受电电极的另一方的位置维持不变，控制所述致动器来使所述两个第1受电电极的所述一方与所述路面的距离比所述障碍物的高度大，避免所述两个第1受电电极的所述一方接触障碍物。
[项目8]
根据项目5～7中任一项所述的移动体，所述至少一个第2受电电极包括在所述移动体的移动方向上排列的两个第2受电电极，所述致动器还使所述两个第2受电电极的各第2受电电极在重力方向上移动，所述控制电路在所述移动体的移动期间判断为位于前方的所述两个第2受电电极的一方会接触障碍物时，将所述两个第2受电电极的另一方的位置维持不变，控制所述致动器来使所述两个第2受电电极的所述一方与所述路面的距离比所述障碍物的高度大，避免所述两个第2受电电极的所述一方接触障碍物。
[项目9]
根据项目5或6所述的移动体，所述至少一个第1受电电极包括在与所述移动体的移动方向和重力方向这两方垂直的方向上排列的两个第1受电电极，所述致动器使所述两个第1受电电极的各第1受电电极在重力方向上移动，所述控制电路在所述移动体的移动期间判断为所述两个第1受电电极的一方会接触障碍物且所述两个第1受电电极的另一方不会接触障碍物时，将所述两个第1受电电极的所述另一方的位置维持不变，控制所述致动器来使所述两个第1受电电极的所述一方与所述路面的距离比所述障碍物的高度大，避免所述两个第1受电电极的所述一方接触障碍物。
[项目10]
根据项目9所述的移动体，所述至少一个第2受电电极包括在与所述移动体的移动方向和重力方向这两方垂直的方向上排列的两个第2受电电极，所述致动器还使所述两个第2受电电极的各第2受电电极在重力方向上移动，所述控制电路在所述移动体的移动期间判断为所述两个第2受电电极的一方会接触障碍物且所述两个第2受电电极的另一方不会接触障碍物时，将所述两个第2受电电极的所述另一方的位置维持不变，控制所述致动器来使所述两个第2受电电极的所述一方与所述路面的距离比所述障碍物的高度大，避免所述两个第2受电电极的所述一方接触障碍物。
[项目11]
根据项目1～10中任一项所述的移动体，所述传感器检测位于所述移动体的下方的障碍物，所述控制电路，在为了使所述第1受电电极和所述第2受电电极分别与所述第1送电电极和所述第2送电电极相对向而使所述移动体移动时，在使所述第1受电电极以及所述第2受电电极与所述路面的距离比预先设定的电力传输时的基准距离大的状态下使所述移动体移动，直到所述第1受电电极和所述第2受电电极分别与所述第1送电电极和所述第2送电电极相对向为止，在所述传感器未检测到障碍物时，控制所述致动器，使所述第1受电电极以及所述第2受电电极与所述路面的距离成为所述基准距离，在所述传感器检测到位于所述第1送电电极与所述第1受电电极之间的障碍物时，控制所述致动器，使所述第2受电电极与所述路面的距离成为所述基准距离，并使所述第1受电电极与所述路面的距离成为比所述基准距离以及所述障碍物的高度大的距离来避免所述第1受电电极接触障碍物。
[项目12]
根据项目1～11中任一项所述的移动体，对于所述第1受电电极与所述送电电极的距离g1，所述控制电路在0<g1<25mm的范围内控制所述距离g1。
[项目13]
根据项目1～12中任一项所述的移动体，所述控制电路，在判断为所述第1受电电极与障碍物不会接触时，使所述第1受电电极与所述送电电极的距离成为基准距离g0，在判断为所述第1受电电极会与障碍物接触时，使所述第1受电电极与所述送电电极的距离g1比所述障碍物的高度大且小于1.45g0。
[项目14]
一种无线电力传输系统，具备：项目1～13中任一项所述的移动体；和所述送电装置。
产业上的可利用性
本公开的技术能够利用于通过电力进行驱动的任意设备。例如，能够适当地利用于在工厂使用的无人运输车(AGV)等运输机器人或电动车辆。

Claims (14)

1.一种移动体，以无线方式从送电装置接受交流电力，所述送电装置具有第1送电电极和第2送电电极，所述第1送电电极具有沿着路面的平面状的表面，所述第2送电电极配置为在沿着所述路面的方向上与所述第1送电电极分离、且具有沿着所述路面的平面状的表面，
所述移动体具备：
传感器，其检测位于所述移动体的路径上和所述移动体的下方的至少一方的障碍物；
至少一个第1受电电极，其在与所述第1送电电极相对向时，与所述第1送电电极电场耦合；
至少一个第2受电电极，其在与所述第2送电电极相对向时，与所述第2送电电极电场耦合；
致动器，其使所述第1受电电极的整体或一部分在重力方向上移动；以及
控制所述致动器的控制电路，其基于所述传感器的检测结果来控制所述致动器，避免所述第1受电电极接触障碍物。
2.根据权利要求1所述的移动体，
所述至少一个第1受电电极是多个第1受电电极，
所述致动器使所述多个第1受电电极的各第1受电电极的整体或一部分在重力方向上移动，
所述控制电路基于所述传感器的检测结果来控制所述致动器，避免所述多个第1受电电极的各第1受电电极接触障碍物。
3.根据权利要求1所述的移动体，
所述致动器还使所述第2受电电极的整体或一部分在重力方向上移动，
所述控制电路基于所述传感器的检测结果来控制所述致动器，避免所述第2受电电极接触障碍物。
4.根据权利要求3所述的移动体，
所述至少一个第2受电电极是多个第2受电电极，
所述致动器使所述多个第2受电电极的各第2受电电极的整体或一部分在重力方向上移动，
所述控制电路基于所述传感器的检测结果来控制所述致动器，避免所述多个第2受电电极的各第2受电电极接触障碍物。
5.根据权利要求1所述的移动体，
所述传感器检测所述移动体沿着所述路面移动时位于所述移动体的路径上的障碍物，
所述控制电路在所述移动体的移动期间判断为所述第1受电电极会接触障碍物时，控制所述致动器来使所述第1受电电极的至少一部分与所述路面的距离比所述障碍物的高度大，避免所述第1受电电极接触障碍物。
6.根据权利要求5所述的移动体，
所述控制电路在所述移动体的移动期间判断为所述第1受电电极会接触障碍物且所述第2受电电极不会接触障碍物时，将所述第2受电电极的位置维持不变，控制所述致动器来使所述第1受电电极的至少一部分与所述路面的距离比所述障碍物的高度大，避免所述第1受电电极接触障碍物。
7.根据权利要求5所述的移动体，
所述至少一个第1受电电极包括在所述移动体的移动方向上排列的两个第1受电电极，
所述致动器使所述两个第1受电电极的各第1受电电极在重力方向上移动，
所述控制电路在所述移动体的移动期间判断为位于前方的所述两个第1受电电极的一方会接触障碍物时，将所述两个第1受电电极的另一方的位置维持不变，控制所述致动器来使所述两个第1受电电极的所述一方与所述路面的距离比所述障碍物的高度大，避免所述两个第1受电电极的所述一方接触障碍物。
8.根据权利要求5所述的移动体，
所述至少一个第2受电电极包括在所述移动体的移动方向上排列的两个第2受电电极，
所述致动器还使所述两个第2受电电极的各第2受电电极在重力方向上移动，
所述控制电路在所述移动体的移动期间判断为位于前方的所述两个第2受电电极的一方会接触障碍物时，将所述两个第2受电电极的另一方的位置维持不变，控制所述致动器来使所述两个第2受电电极的所述一方与所述路面的距离比所述障碍物的高度大，避免所述两个第2受电电极的所述一方接触障碍物。
9.根据权利要求5所述的移动体，
所述至少一个第1受电电极包括在与所述移动体的移动方向和重力方向这两方垂直的方向上排列的两个第1受电电极，
所述致动器使所述两个第1受电电极的各第1受电电极在重力方向上移动，
所述控制电路在所述移动体的移动期间判断为所述两个第1受电电极的一方会接触障碍物且所述两个第1受电电极的另一方不会接触障碍物时，将所述两个第1受电电极的所述另一方的位置维持不变，控制所述致动器来使所述两个第1受电电极的所述一方与所述路面的距离比所述障碍物的高度大，避免所述两个第1受电电极的所述一方接触障碍物。
10.根据权利要求9所述的移动体，
所述至少一个第2受电电极包括在与所述移动体的移动方向和重力方向这两方垂直的方向上排列的两个第2受电电极，
所述致动器还使所述两个第2受电电极的各第2受电电极在重力方向上移动，
所述控制电路在所述移动体的移动期间判断为所述两个第2受电电极的一方会接触障碍物且所述两个第2受电电极的另一方不会接触障碍物时，将所述两个第2受电电极的所述另一方的位置维持不变，控制所述致动器来使所述两个第2受电电极的所述一方与所述路面的距离比所述障碍物的高度大，避免所述两个第2受电电极的所述一方接触障碍物。
11.根据权利要求1所述的移动体，
所述传感器检测位于所述移动体的下方的障碍物，
所述控制电路，
在为了使所述第1受电电极和所述第2受电电极分别与所述第1送电电极和所述第2送电电极相对向而使所述移动体移动时，在使所述第1受电电极以及所述第2受电电极与所述路面的距离比预先设定的电力传输时的基准距离大的状态下使所述移动体移动，直到所述第1受电电极和所述第2受电电极分别与所述第1送电电极和所述第2送电电极相对向为止，
在所述传感器未检测到障碍物时，控制所述致动器，使所述第1受电电极以及所述第2受电电极与所述路面的距离成为所述基准距离，
在所述传感器检测到位于所述第1送电电极与所述第1受电电极之间的障碍物时，控制所述致动器，使所述第2受电电极与所述路面的距离成为所述基准距离，并使所述第1受电电极与所述路面的距离成为比所述基准距离以及所述障碍物的高度大的距离来避免所述第1受电电极接触障碍物。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的移动体，
对于所述第1受电电极与所述送电电极的距离g1，所述控制电路在0<g1<25mm的范围内控制所述距离g1。
13.根据权利要求1所述的移动体，
所述控制电路，
在判断为所述第1受电电极与障碍物不会接触时，使所述第1受电电极与所述送电电极的距离成为基准距离g0，
在判断为所述第1受电电极会与障碍物接触时，使所述第1受电电极与所述送电电极的距离g1比所述障碍物的高度大且小于1.45g0。
14.一种无线电力传输系统，具备：
权利要求1所述的移动体；和
所述送电装置。
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